Observation des processus ayant un impact sur le bilan massique de la glace de mer à partir de mesures in situ – Validation SATellite

La banquise arctique n’est pas seulement un indicateur du changement climatique, elle est également un acteur majeur du climat. Améliorer nos capacités de prévision constitue donc un enjeu majeur. Les modèles climatiques s’accordent sur le fait que la banquise estivale arctique peut disparaître, mais les observations indiquent que cette disparition se produit à un rythme nettement plus rapide que celui des simulations, malgré les progrès réalisés au cours des dernières années. Il existe également de grandes disparités entre les modèles. Documenter et analyser les processus d’échange (chaleur, eau douce, quantité de mouvement) à l’interface océan-glace-atmosphère dans l’Arctique est donc particulièrement important pour mieux comprendre l’évolution de la banquise, mais aussi pour mieux paramétriser ces échanges afin d’améliorer la capacité de prévision des modèles climatiques. Certains processus ne sont pas encore pris en compte par les modèles climatiques, tels que la capacité de la houle se propageant à partir de la zone marginale de glace à fracturer une banquise de plus en plus mince et fragile et d’affecter ainsi le flux de chaleur océan-glace océan-atmosphère.

Peut-être plus que la représentation détaillée des processus, le manque de connaissances précises sur l’état de la banquise (le volume actuel de glace) est considéré comme un obstacle majeur à la prévision précise de son évolution. La mesure précise de l’épaisseur de glace à partir de l’espace est donc une question clé. Bien que s’améliorant constamment, la télédétection de l’épaisseur de glace peine à réduire les incertitudes inhérentes à la méthode, qui est basée sur la mesure du franc-bord (principalement les incertitudes concernant la charge de neige et la densité de la glace). Dans ce contexte, l’acquisition d’observations in situ dans la banquise Arctique est un besoin majeur. Celles-ci sont cruciales non seulement pour analyser et comprendre les processus impliqués, afin d’améliorer leur paramétrisation dans les modèles climatiques, mais restent également essentielles pour la validation des observations satellite (pour les missions d’altimétrie radar en bande Ku et de radiométrie en bande L en particulier).

L’acquisition de mesures in situ tout au long de l’année dans de telles régions inhospitalières nécessite des vecteurs autonomes. Nous avons développé une bouée autonome ’Ice-T’ (pour «Ice-Thickness») dédiée à l’étude du bilan de masse de glace. La bouée fournit également des mesures de spectres de houle dans la banquise, transmises en temps réel. Ce projet vise à poursuivre l’acquisition d’une série temporelle ininterrompue d’observations initiée en 2011 le long de la dérive transpolaire, entre le Pôle Nord, où la bouée est déployée, et le détroit de Fram et au-delà, la bouée poursuivant souvent sa dérive dans la zone marginale de glace le long du Groenland.
De nouveaux développements technologiques sont envisagés ici : (1) l’inclusion d’un radar miniature pour la mesure directe de la hauteur de neige, paramètre mal connu et source majeure d’erreur pour la télédétection de l’épaisseur de la glace ; (2) En outre, nous prévoyons d’inclure des mesures de salinité dans la glace de mer, en particulier à l’interface neige-glace, observations qui pourraient notamment être importantes pour améliorer les mesures radar de franc-bord en bande Ku, impactées par la présence éventuelle de couche de neige saline.

Les observations que nous proposons d’acquérir serviront à la fois à valider les observations par satellite et à étudier différent processus à l’interface océan-glace-atmosphère.